机床整机结构建模中若干技术问题的研究

对复杂的机械结构进行建模分析,在图纸阶段预测机械结构的静动态特性是设计者进行创新设计的主要技术手段之一.本文论述了机床整机结构建模中三维模型与有限元模型之间的转换方法、结构简化原则、结合部特性参数的融合技术等.最后以某立式加工中心为例进行了相应的试验和建模计算,验证了本文方法的有效性.     

镗杆回转误差自动补偿技术研究

本文报告了用于误差测量和补偿控制的计算机辅助试验装置,和带压电陶瓷驱动器的新型液体静压轴承。文中用理论分析和试验方法对其动态特性进行了研究和分析,初步确定了选择此种轴承设计参数的一些原则,并对这种可控液体静压轴承的回转误差进行了在线测量。在以上研究的基础上用微机控制可控液体静压轴承对转轴的回转误差进行了实时补偿,取得补偿回转误差72%的结果。     

机械设备故障诊断的复杂性理论

提出从复杂大系统理论出发,借助于复杂性理论的基本数学工具（如分形,混沌,神经网络等非线性动力学方法）,研究和分析机械设备中的故障现象,建立故障分析与模拟,反演与预测的综合集成方法,构造机构设备故障诊断的复杂性理论框架。     

机床结合部特性的理论解析及应用

对机械结构的结合部特性进行了理论解析,从基本的动力学方程出发,推导出单平面结合部静位移与结合部受力之间的关系,进而转换为静刚度的表达式;并基于一个振动周期中某方向的输入能量与阻尼消耗的能量相等的概念,推导出单平面结合部阻尼的表达式。将机械结构中的多平面结合部,看成是多个单平面结合部的组合,而将回转结构等效为正多面体。由此,在机床结合部结构形式、受力大小确定的条件下,可以计算出结合部的等效结合刚度和阻尼。为了在机床整机动力学建模中融合结合部的特性,给出刚性结合和柔性结合两种情况下的协调方程。通过对XK712B立式镗铣床的整机建模和计算,并与试验结果进行比较,结果表明,综合静刚度相对误差的绝对值小于5%,固有频率相对误差的绝对值小于9%。将结合部特性融合到机床整机模型中,可以更精确地预测机床整机的综合静动态特性。     

Nb-Si-N纳米复合薄膜表面吸附与迁移的第一性原理研究

针对Nb-Si-N纳米复合薄膜在沉积过程中各原子的成核过程和生长取向,采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理超软赝势平面波计算方法分别计算了Nb、Si、N各单原子在NbN(001)表面6个对称位的吸附作用和迁移过程。吸附作用的计算获得各原子的势能面,其中Nb在NbN(001)表面最低能量位置为HL位,N、Si最低能量位置处于HL位与TopN位之间。势能面计算结果确定各单原子在NbN(001)表面迁移的路径分别为,Nb原子和Si原子均为从TopN位置迁移到HL位置;N原子分别从TopNb位置和TopN-HL位置迁移到HL位置。Nb、Si、N各单原子在NbN(001)表面迁移激活能分别为0.32,0.69和1.32eV。     

Ta原子在TaN(001)表面上绕岛迁移的第一原理计算

纳米薄膜的各方面性能和薄膜自身的微观结构是密切相关的,研究原子的迁移行为可以充分了解纳米材料的形成机理以及基本结构.笔者运用第一性原理VASP软件包对粒子的迁移行为进行模拟计算,内容包括模型的建立、原子吸附能的计算以及NEB方法计算迁移激活能.计算结果表明:Ta原子在2Ta2N岛附近的P3和P5位置为两个最稳定吸附,分...     

Ti-Si-N纳米复合薄膜KMC仿真中有效作用势的拟合

为了准确地实现Ti-Si-N纳米复合薄膜生长过程动力学蒙特卡罗(KMC)仿真,采用简单原子之间的有效势拟合了第一性原理计算单粒子在TiN(001)表面的吸附作用和迁移行为.通过计算分别获得Ti、Si、N单粒子沉积在TiN(001)表面有效势的计算参数a、r0和u0.Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面吸附能和迁移激活能拟合相对误差均小于5％,Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面绕2N2Ti岛迁移激活能相对误差小于10％.对势Morse势可以描述简单键性的作用力,对于较复杂的键性其计算原子之间相互作用的准确度降低.     

氮粒子对Ti-Si-N岛构型演变影响的第一性原理计算

为了研究Ti-Si-N薄膜生长过程中界面的形成,采用第一性原理计算了在TiN(001)表面上3N-2Ti-1Si、4N-1Ti-1Si和4N-2Ti-1Si岛的各构型的总能量和吸附能,并且利用推移弹性带(NEB)的方法计算了各岛构型演变过程中所需的迁移激活能。计算结果表明: Ti粒子在岛内的构型是低能量的稳定结构,这种构型是由SiN相从TiN相中分离出来而形成的;在3N-2Ti-1Si、4N-1Ti-1Si和4N-2Ti-1Si 3种构型的演变方式中,3N-2Ti-1Si构型演变所需的激活能较小,更容易实现构型演变;适量地增加N粒子的沉积比例,可以使岛构型演变所需的激活能减小,促进SiN相与TiN相的分离;当N与Ti的粒子数比例达到3:2时,界面最容易形成。     

液压控制翻板闸门的研制

1 问题的提出 在我国,水利自控翻板闸应用较广,目前已有单铰、双铰、多铰、曲线铰及渐开式等各种门型,由于它的造价一般只为其他类型闸门的10％～50％,且能自动运行,其应用目前方兴未艾。 水力自动闸门虽然有许多优点,但还有明显的四大缺点。一是难以实行远距离遥控;二是调节参数,如控制的水位等,一经确定便不易改变,运用方式还不够灵活;三是由于水流传输速度比较慢,在灌溉系统中实行多个闸门联合运用时,反应速度比较慢;四是闸门